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篇一：计算机网络实验实验二地址转换协议aRp
实验二地址转换协议aRp
实验目的：
1.掌握aRp协议的报文格式
2.掌握aRp协议的工作原理
3.理解aRp高速缓存的作用
实验原理：
一、使用ip协议的以太网中aRp报文格式
字段说明：
硬件类型：表示硬件类型，例如：1表示以太网。
协议类型：表示要映射的协议类型，例如0x0800表示ip地址。
硬件长度：指明硬件地址长度，单位是字节，mac是48位，长度是6个字节。协议长度：高层协议地址的长度，对于ip地址，长度是4个字节。
操作字段：共有二种操作类型，1表示aRp请求，2表示aRp应答。
发送方mac：6个字节的发送方mac地址。
发送方ip：4个字节的发送方ip地址。
目的mac：6个字节的目的mac地址。
目的ip：4个字节的目的ip地址。
二、aRp地址解析过程，如图：
练习一：领略真实的aRp（同一子网）
实验步骤：
1、主机a、b、c、d、e、F在命令行下运行“arp-a”命令，察看aRp高速缓存表，并回答以下问题：
aRp高速缓存表由哪几项组成？
答：状态、硬件类型、协议类型、硬件地址长度、协议地址长度、接口号、队列号、尝试、超时、硬件地址、协议地址。
如图：
2、主机a、b、c、d启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取aRp、icmp）。
如图：
主机a、b、c、d在命令行下运行“arp-d”命令，清空aRp高速缓存。
主机aping主机d（172.16.1.4）。
3、主机a、b、c、d停止捕获数据，并立即在命令行下运行“arp-a”命令察看aRp高速缓存。
如图：
结合协议分析器上采集到的aRp报文和aRp高速缓存表中新增加的条目，简述aRp协议的报文交互过程以及aRp高速缓存表的更新过程。
答：源主机在发送ip报文时，先检查高速缓存，若找到目的主机ip地址对应的mac地址，则开始发送报文，若没有，则发送一个带有aRp报文的以太网广播帧询问，在收到目的主机返回的aRp响应报文后更新高速缓存再发送ip 报文。
捕获协议如图：
思考题：
1.aRp分组的长度是固定的吗？试加以解释。
答：不是。aRp报文格式对任何协议和硬件地址都是充分通用的对于不同的网络aRp分组的长度可能不同。aRp 分组中含有htype（硬件类型）字段，用来定义运行aRp的网络类型（例如以太网是类型1），aRp分组中包含hlen（硬件长度）字段，用来定义以字节为单位的物理地址长度（例如以太网为6）。aRp分组中包含sha（发送端硬件地址）和tha（目标硬件地址）用来定义物理地址，这两个字段都是可变长度字段。
2.试解释为什么aRp高速缓存每存入一个项目就要设置10-20分钟的超时计
时器。这个时间设置得太大或太小会出现什么问题？
答超时计时器用来维护aRp高速缓存，在一段时间内如果表中的某一项没有使用，就会被删除，这样可以大大减少aRp缓存表的长度，加快查询速度。时间设置得太大就会导致aRp缓存表的长度过长或者过旧，ip地址与mac地址的映射关系可能已经发生改变，但aRp缓存表却还没更新。时间设置得太小会导致aRp高速缓存更改过于频繁，从而导致aRp广播数据包在网络上大量出现，增加网络流量，并降低了工作速度。
3.至少举出两种不需要发送aRp请求分组的情况。
答：当目的ip在aRp高速缓存中有对应的项目或者目的ip是广播地址时都不用发送aRp请求。
篇二：实验3地址转换协议aRp
实验3地址转换协议aRp
一、实验目的
1.掌握aRp协议的报文格式
2.掌握aRp协议的工作原理
3.理解aRp高速缓存的作用
二、实验类型
验证型
三、实验原理
1．aRp协议简介
internet是由各种各样的物理网络通过使用诸如路由
器之类的设备连接在一起组成的。当主机发送一个数据包到另一台主机的过程中可能要经过多种不同的物理网络。主机和路由器都是在网络层通过ip地址来识别的，这个地址是在全世界内唯一的。然而，数据包是通过物理网络传递的。在物理网络中，主机和路由器通过其mac地来识别的，其范围限于本地网络中。mac地址和ip地址是两种不同的标识符。这就意味着将一个分组传递到一个主机或路由器需要进行
两级寻址：ip和mac。需要能将一个ip地址映射到相应的mac地址。
aRp协议是“addressResolutionprotocol”(地址解析协议)的缩写。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标网络层地址转换成目标物理地址的过程。在使用tcp/ip
协议的以太网中，即完成将ip地址映射到mac地址的过程——使用aRp协议通过目标设备的ip地址，查询目标设备的mac地址，以保证通信的顺利进行。
2．aRp报文格式
使用ip协议的以太网中aRp报文格式如下：
3．aRp的运行过程
在因特网中，数据报传递过程中包括如下步骤：
发送者知道目标端的ip地址，ip要求aRp创建一个aRp 请求报文，其中包含了发送
方的物理地址、发送方的ip地址和目标端的ip地址。目标的物理地址用0填充。将报文传递到数据链路层，并在该层中用发送方的物理地址作为源地址，用物理广播地址作为目的地址，将其封装在一个帧中。
同一链路中的每个主机或路由器都接收到这个帧，因为该帧中包含了一个广播目的地
址，所有的站点都对报文进行移交，并将其传递到aRp。除了目标机器以外的所有机器都丢弃该报文。目标机器对ip 地址进行识别。
目标机器用一个包含其物理地址的aRp响应报文做出响应，并对该报文进行单播。发送方接收到一个响应报文，这样它就知道了目标机器的物理地址。
这样就可以将携带目标机器数据的ip数据报封装在一个帧中，并单播到目的地址。
4．aRp缓存
实际上，在真正的协议实现中，并不是每次发送ip报文前都需要发送aRp请求报文来获取目的mac地址。在大多数的系统中都存在着一个aRp缓存表。记录着已经获取的mac 发送ip报文前总是先对aRp缓存表进行查找，看是否目标mac地址存在于缓存表中，如果存在，则不需要发送aRp